垂直运动PMLSM电磁力角控制器仿真研究.pdf

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1、自动化技术与应用》2010年第29卷第l0期电气传动ElectricaIDrives垂直运动PMLSM电磁力角控制器仿真研究★王福忠，康洪超(河南理工大学电气工程与自动化学院，河南焦作454003)摘要：水文通过对晕A运动水磁商线同步电机力饷特性的分析，得电磁力角拧制策略，并设训‘出_r电磁力角控制器。仿真结果表明．该控制。。法提高了垂直运动永磁直线步电动机运行的稳定性、可靠性和电机的运行效率，瞽可有效预防垂直运动永磁直线同步电动饥的失步题。关键词：垂直运动；水磁线川步电机；电磁力ff]择制器『}】分类号：FP391．9艾献怀识：A文审编弓：100

2、37241(2010)10011004SimulationontheControllerofElectromagneticThrustAngleofPermanentmagnetLinearSynohronousMotorforVertioalMovementWANGFu·zhong，KANGHong-chao(SchoolofElectricalEngineefingandAutomationofHenanPolytechnicUniversity,Jiaozuo454000China)Abstract：Accordingtotheanalyzi

3、ngthethrust—angleofPMLSMforverticalmovement，thecontrolstrategyofpowerangleisobtainedandthecontrollerofelectromagneticpowerangleisdesigned．Thetestindicatesthatthestability，credibilityandrunningeficiencyoftheverticaltransportaionofPMLSMareimpovedsignificantly，andtheproblemoftheb

4、reakingstepofPMLSMispreventedefficiently．Keywords：verticaImovement；PMLSM；poweranglecontroller1引言2同步电机的力角特性永磁直线同步电动机结构简单、效率高、行程和推同步电机进入稳态运行后，最重要的工作特性就是力体积比大，是直接驱动直线伺服系统的首选电机类型力角特性，即电磁推力和电磁力角(功角)之间的关系，电之一，但是由于该电机在我国的应用起步晚，其理论和磁力角可以等效为同步电机的空载电势赢与电压0之控制还不成熟，加上垂直运动PMLSM在结构上、控制间的相位差

5、角。机理上均与旋转电机以及水平运动直线电机不同，如果永磁同步直线电机电磁推力为：采用旋转电机或水平运动直线电机的控制方法，其误差(Us~cos0+XrU~sin0-)较大，稳定性较差。本文设计的电磁力角控制器，直接3EoU,控制电机的电磁力角，实现直线电机的速度控制，响应：——sin(8+)一墼(1)Zv,Z。速度快，提高了垂直运动永磁直线同步电动机运行的稳式中，0为电磁力角，表示电枢电压与空载电势定性、可靠性。之间的电角度。式中=arctan；(1)式是一条正弦变化的曲·基金项目：国家自然科学基金项目(编号60374034)收稿日期：201O一0

6、4—06电气传动《自动化技术与应用》2010年第29卷第l0期ElectricaIDrives线，0=9O。对应最大电磁推力。稳定性要求，设定一个电磁力角(0=／2)，将电机一般情况下电枢回路电阻远远小于同步电抗，即的推力控制在，附近，保证电机运行在稳态区，且单位1-,<

7、附近，保证电机运行在稳定区，且单位电流产生的推力相对最大。根据实测电磁力角的大小，判断电机是否进入不稳定区。当电磁力角I9接近临界稳定工作点时，电机有可能进入不稳定工作区，产生失步；此时，传统的控制方式是提高励磁电流或增加电枢电流幅值以防止失步的产生。图1力角特性曲线由于本试验电机动子为永磁体，通过提高励磁电流防止当永磁同步直线电机的工作频率明显降低时，电失步不可行；对增加电枢电流幅值，由于本系统采用变频枢回路电阻压降的作用会显著增大，导致忽略电阻作器调速，电枢电流幅值不易改变，并且增加电流幅值，将用的近似公式不准确，例如试验样机在工作频率为导致初

8、级损耗增加，绕组发热，绝缘性降低，影响电机的10Hz时X=9．83Q，r=2．985Q，此时的电阻不能安全运行。当电源电压